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自然环境条件

出处:按学科分类—农业科学 中国轻工业出版社《果蔬保鲜手册》第7页(6117字)

(一)温度

与其他的因素如土壤或农业技术等相比,温度对果蔬的影响要更为显着一些。温度高(不影响其正常的生理代谢的情况下),作物生长快,产品组织幼嫩,可溶性固形物含量低。昼夜温差大,作物生长发育良好,糖分积累的多,可溶性固形物含量高。60多年前,美国学者Shaw研究了苹果品种对气候的适应性,提出夏季温度是决定苹果果实化学成分的主要因素。不同品种的苹果都有其适宜的平均夏季温度(大多数为12~15.5℃),在最适宜的平均夏季温度下,果树生长发育良好,偏离这一平均温度,就会引起果实化学成分的差异,因而降低果实的品质和缩短贮藏寿命。但也有人观察到,有的苹果品种需要在比较高的夏季温度下才能生长发育得最好,如红玉苹果在平均温度为19℃的地区生长得比较好。当然,夏季温度过高的地区,果实成熟早,色泽和品质差,也不耐贮藏。在果实的生长季节必须有足够的热量才能促使果实生长和成熟。Porrit等观察了哥伦比亚金冠苹果对热量的需要,他把超过10℃的温度按h·℃累计,称之为时热单位;据统计,20年的平均时热单位为47793h·℃。1954年的平均时热单位只有35551h·℃,该年的金冠苹果果实成熟度很差;而在1958年,时热单位为63813h·℃,果实的成熟度和色泽特别好。

许多品种的苹果采后生理病害与生长期的温度有关。近两年加拿大正在推广的布莱苯品种,该品种具有易着色、口味偏酸适合西欧人口味的特点,具备连续结果、短枝结果习性好、丰产,而且其为晚熟品种,较耐贮藏,是一个非常有发展前途的品种;但是该品种在贮藏过程中易发生果肉褐变(BBD)及空洞,严重地影响了其长期贮藏和发展。因此,该病害发病机理及调控技术的研究也成为目前加拿大采后生理及贮藏领域研究的焦点。目前的研究表明,果肉褐变与采前因素有很大关系:不同果园、不同年份发病率不同;夏季凉爽易发生,采前积温、气温低的年份或地区果肉褐变发生率高。例如不列颠哥伦比亚省1994年从5月1日到果实采收的活动积温为1300h·℃,果实在1.2%~1.5%O2、1.0%~1.2%CO2和0℃的条件下贮藏6个月无BBD发生,而1993年、1995年、1996年活动积温分别为1120、1200、1020h·℃则果肉褐变的发生率分别为15%、12%、25%。其他苹果品种贮藏中的皮病也与采前因素有关,果实生长过程中阴雨过多,元帅、瑞光、阳光在贮藏中虎皮病、软虎皮病的发生率高;生长在温暖地区的新红星苹果在0℃下贮藏,对虎皮病比生长在凉爽地区的敏感。例如华盛顿的活动积温高于不列颠哥伦比亚,因此生长在华盛顿的苹果虎皮病的发生率高于不列颠哥伦比亚。有人就采前温度对苹果耐贮性的影响进行了研究,发现整个生长季节的温度对苹果的贮藏寿命没有明显的影响,但是苹果在采收前4~6周的气温却对果实的大小、色泽、风味等商品价值和贮藏价值至关重要。

桃是耐夏季高温的果树,夏季温度高,果实含酸量高,较耐贮藏。但黄肉桃在夏季温度超过32℃时,会影响果实的色泽和大小,如果夏季低温高湿,桃的颜色和成熟度差,也不耐贮运。

柑橘的生长温度对其品质和耐贮性有较大的影响,冬季温度太高,果实颜色淡黄而不鲜艳,冬季有连续而适宜的低温,有利于柑橘的生长、增产和提高果实品质,但是温度低于-2℃,果实就会受冻而不耐贮运。

(二)光照

光照时间、强度、光质直接影响植株的光合作用及形态结构,如果蔬的色泽、干物质含量、叶的厚薄、叶肉的结构,节间的长短、茎的粗细等,从而影响果蔬的品质和耐贮性。光照不足会使果实含糖量低,抗生物质少,叶片生长的大而薄,贮藏中容易腐烂、失水萎蔫和衰老。

花青素含量的多少,直接影响果蔬的品质和贮藏性,但是,在花青素的合成过程中,光照的影响最为重要。Magness认为,苹果颜色的发展首先受果实化学成分的影响,只有在果实有足够的含糖量时,天气因素才会对颜色的形成发生作用。因此果实的成熟度也是着色的重要条件,在达到一定成熟度之前,即使外界环境条件适宜,花青素也不能迅速形成,果实着色仍然缓慢。光照从两方面影响花青素的合成:其一是光照可影响光合作用从而影响糖、苯丙氨酸等有机物的合成;其二是光照通过一定的机制影响花青素合成的有关酶的活性,尤其是控制花青素合成的关键性酶——苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性。苯丙氨酸解氨酶是一种诱导酶,在光照条件下促使花青素的合成和果实颜色的加深。另外花青素的合成还与光质有关,一般随着海拔高度和纬度的增高,紫外线加强,果实着色率和色度明显提高。光照不足影响葡萄光合作用,同时也影响碳水化合物的合成,因此光照不足的年份或地区,或生长在背阴面的葡萄,含糖量低,在贮藏过程中品质下降快、抗病能力低。张华云、修德仁等对1996-1999年北宁市、盖州市气候因子与葡萄贮藏品质进行了分析,结果表明:气候条件是影响葡萄品质最为关键的因素。在浆果生长发育、成熟期,日照时数小的1998年葡萄着色差,贮藏品质差(表1-1,表1-2)。

表1-1 辽宁省北宁市葡萄生长季节气候资料(1996-1999)

表1-2 北宁市1998-1999年葡萄贮藏品质比较

但是,光照过强果蔬易发生日灼病,例如新疆的红地球葡萄向阳面100%的葡萄有日灼病,番茄和青椒在炎热的夏天受强烈日照后也会产生日灼病,日灼病的果蔬不能贮藏。

光质(红光、紫外光、蓝光和白光)对果蔬生长发育和品质都有一定的影响。许多水溶性色素的形成都要求有强红光,紫外光有利于维生素C的合成,温室中栽培的果蔬因缺少紫外光,维生素C的含量往往没有露地栽培的高;光质制约着甘蓝花青素苷的合成速度,紫外光对花青素苷的形成有利。

有些研究发现,暴露在阳光下的柑橘果实与背阴处的果实比较,大多是重量轻、皮薄、果汁可溶性固形物含量高,酸和果汁量则较低,品质和耐贮运性均较差。

(三)降雨量和空气湿度

降雨会增加土壤湿度、空气的相对湿度和减少光照时间,对水果和蔬菜的化学成分和组织结构有影响。在潮湿多雨的地区,土壤的pH一般小于7,为酸性土壤,土中的可溶性盐类如钙盐几乎被冲洗掉,果蔬一般缺钙,耐贮性较差。在干旱缺水的年份或轻质土壤上种的萝卜,贮藏中容易糠心,而在水分充足和黏质土中栽培的萝卜糠心较少,糠心出现的时间也晚。生育期冷凉多雨的黄瓜,耐贮性降低,因为空气湿度高时,蒸腾作用受阻,从土壤中吸收的矿物质减少,使得有机物的生物合成、运输及其在果实中的累积受到阻碍。阳光充足、降雨量适中的年份,苹果的耐贮性比阴天多雨年份苹果的要强,因为雨水会使土壤中的可溶性元素减少,影响果树的生长和果实的品质,苹果中的维生素C含量下降,阴天也减少了光合作用,因此降低果实的耐贮性。

生长在潮湿地区的苹果容易裂果。裂果常发生在下雨之后,此时蒸腾作用很低,苹果除了从根部吸收较多水分外,也可以从果皮吸收部分水分,促使果肉细胞迅速膨大,果实内部向皮层产生很大的胀力,此时果皮的可塑性小于果肉的膨胀性,造成果皮开裂。生长期干旱的年份,采收时雨水又比较大,这时更容易裂果,巨峰葡萄在这种情况下,裂果率可为15%~30%,这时的果品则不能用于贮藏,否则将使贮藏袋中大量积水,引起腐烂。对柑橘果实来说,生长期多雨和过高的空气湿度会造成柑橘果汁糖和酸含量降低。此外,高湿有利于真菌的生长,容易引起果实腐烂,不利于贮藏。甜橙在贮藏过程中的枯水与生长期的降雨量有关,干旱后遇多雨天气,短期内生长旺盛,果皮组织疏松,发育不完善,枯水就会严重。

降雨量大的年份或空气湿度大的地区,果蔬生长过程易受到微生物的侵染,因此在生长和贮藏过程中腐烂率较高。由于高的湿度一方面使果蔬组织幼嫩,受到机械伤微生物侵染的几率高;另一方面在果蔬生长过程中温度都能满足孢子萌发的需要,高湿度对病原菌的侵入有利,液体水滴更为适宜。此外,较高的空气湿度还可加速孢子的形成;降雨还可使孢子飞溅传播,落在果面上的孢子侵入果蔬皮孔或直接侵入果蔬。因此,果蔬生长过程中降雨量对采前潜伏侵染程度以及采后果蔬的发病率影响非常大,如果采前降雨量或降雨时数增加,果蔬采后贮藏过程中发病率增加。一般来讲,采前一个月的降雨量成为制约果蔬采后腐烂率的重要因素。

果蔬生长过程中降雨量不均匀对果蔬的品质和耐贮性也有影响,前期干燥,抑制果蔬的生长,后期降雨骤然增大将会造成生长过程中果蔬和采后贮藏过程中大量裂果。

(四)地理条件

水果和蔬菜生长区的纬度和海拔高度与温度、降雨量、空气相对湿度和光照强度都是相互关联的。同一种类的果蔬,生长在不同纬度和海拔高度,其品质和耐贮性不同。凡是生长在气温较高、昼夜温差较小的地区的葡萄耐贮性较差;气候干燥的产区,葡萄含糖量高,果皮、果粉以及蜡质层厚有利于贮藏;生长在新疆、西北黄土高原的果实较耐贮藏,东北次之,东南沿海耐贮性最差。例如同是巨峰葡萄,在辽宁可贮藏7~8个月,到了上海、浙江只能贮藏1~2个月;而山东、河北南部、河南的二次果,因生长后期气候干燥,耐贮性又明显有所提高。Walter E.Ballinger对南卡罗来纳东北部三个商业葡萄生产园进行贮藏性能研究,试验表明,产区对葡萄耐贮性影响很大。他分别在A、B、C三个葡萄园采果做试验,其中A果园采的葡萄无论贮藏前和贮藏后,也不论在何种贮藏条件下其腐烂率均最高,干梗率也是最高(见表1-3)。这可能与不同产区葡萄本身的带菌量以及采收时葡萄感染程度、葡萄品质、采收成熟度有关。

表1-3 不同产区葡萄腐烂率

苹果属于温带果树,在我国长江以北广泛栽培,多数中、晚熟品种较耐贮藏,但因生长的纬度不同,果实的耐贮性也有差别,如生长在河南、山东西南部地区的苹果耐贮性不如辽宁、山西、甘肃、陕北生长的。同一品种的苹果在高纬度地区生长的比在低纬度生长的耐贮性要好。辽宁、甘肃、陕北生长的元帅苹果耐贮藏,但是山东、河北生长的元帅苹果在常温下几天就会发绵变软,不耐贮藏。国光苹果是极耐贮藏的品种,但在纬度较低的河南、江苏一带生长的,耐贮性也差。我国西北地区生长的苹果可溶性固形物高于河北、辽宁的苹果,西北虽然纬度低,但海拔较高,凉爽的气候适合于苹果的生长发育。海拔高度对果实品质和耐贮性的影响十分明显,海拔高的地区,日照强,昼夜温差大,有利于花青素的形成和糖的累积,维生素C的含量也高,所以苹果的色泽、风味和耐贮性都好。

山地或高原地区生长的蔬菜所含糖、色素、抗坏血酸(维生素C)、蛋白质等都比平原地区生长的要高,表面保护组织也比较发达,较耐贮藏。在海拔1529m高山上生长的番茄含糖为干重的77.7%~88.4%,抗坏血酸为31.9mg/100g干重;而在海拔674m生长的番茄含糖为干重的63.7%~70.3%,抗坏血酸为21.2mg/100g干重。在海拔520m的地方生长的茄子比海拔310m生长的晚熟2周;在高处生长的甘蓝,抗坏血酸和过氧化氢酶都增加,有利于贮藏。

(五)土质

土质会影响蔬菜的成分和结构。轻沙土可增加西瓜果皮的坚固性,使它的耐贮性和耐运输能力增强。在盐碱土上生长的甜椒,可滴定酸和抗坏血酸含量均低,而在非盐碱土生长时抗坏血酸高为335~343mg/100g。在pH5.8和未加任何微量元素的土壤上生长的菠菜,含磷较多,而在pH7.8且加微量元素的土壤中生长的菠菜含磷较少,但氧化钙(CaO)含量高。在含硫高的土壤中生长的洋葱,香精油含量高,其挥发物杀菌能力加强,所以抗病耐贮;在黑钙土状黏土中生长的洋葱含糖量为干重的75%,而在富含碳酸盐的亚黏土类的黑钙土中生长的洋葱的含糖量只占干重的58%,但干物质含量高。

我国北方气候寒冷、少雨、土壤风化较弱,土壤中沙粒、粉沙粒含量较多,黏粒较少。沙土在北方分布广泛,这种土壤颗粒较粗,保水保肥力差,通气通水性好,蔬菜生长后期,易脱肥水,不抗旱,适于栽培早熟薯类、根菜、春季绿叶菜类。在沙土中生长的蔬菜,早期生长快,外观美丽,但根部老化快,植株易早衰,抗病、耐寒、耐热性都较弱、果蔬品质差,味淡,不耐贮。我国黄土高原、华北平原、长江下游平原、珠江三角洲平原均为沙壤土,质地均匀,粉粒含量高,物理性能好,抗逆能力强,通气透水,保水保肥和抗旱力强,适合于栽种任何蔬菜,其产品品质和耐贮性都好。在平原洼地、山间盆地、湖积平原地区为黏土,以黏粒占优势,质地黏重,结构致密,保水保肥力强,通气透水力差,适于种植晚熟品种蔬菜,植株生根慢,生长迟缓,形小不美观,但根部不易老化,成熟迟,耐病、耐寒、耐热性强,产品品质好,味浓,耐贮藏。

果树有了发育良好、吸收能力强和吸水面积大的根系,才能高产并结出品质良好的果实,而根系的生长又与土壤的物理性状、水分和矿物质营养密切相关。黏重土壤上种植的香蕉,风味品质比沙质土壤上种植的好,而且耐贮。有研究认为,土层深厚的沙质或黏质土壤都适宜栽培柑橘。轻质土壤上种植的脐橙比黏重土壤上种植的果实坚硬,但在贮藏中质量损失较快。黏质土壤上生长的柑橘比沙土上生长的颜色要好,可溶性固形物含量高,总酸含量低,但果实的贮藏寿命却相差不多。生长在黏重土壤上的柑橘风味品质要比生长在轻质土壤上的好。

苹果适合在质地疏松、通气良好、富含有机质的中性到酸性土壤上生长,在轻质土壤上生长的苹果,当水分不够时,果实成熟提早,口味较甜,颜色好。沙土上生长的苹果容易发生苦痘病,不适宜贮藏。苦痘病发病轻的果园中,土壤中的有机质含量、全氮含量和碳氮比都比较高。

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